Интерферометр Советский патент 1990 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения деформаций твердых тел.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения деформации в плоскости на поверхности объекта.

На чертеже представлена схема интерферометра .

Интерферометр содержит источник 1 когерентного излучения (лазер), коллиматор 2, светоделитель 3, плоское зеркало 4, полупрозрачное зеркало 5, регистра юр интерференционной картины, включающий матовый рассеивающий зкран 6 и набчюд дельный микроскоп 7, и огр1 ающую дифракционную решетку 8, закретпенную на исследуемом объект 9. Л прр 1, коллиматор 2, светоделитель 3 и исследуемый объект 9 расположены вдоль одной оптической оси, перпендикулярной отражательной решетке 8, а полупрозрачное зеркало 5, матовый экран 6 и наблюдательный микроскоп 7 установлены в направлении одного из ненулевых максимумов дифракционной решетки 8.

Интерферометр работает следующим образом.

Луч от источника когерентного излучения, пройдя череэ коллиматор 2, попадает на светоделитель 3 и делится на два пучка: 10 и II. Световой пучок 10, огр«,1ягь oi зеркала 4 и полупрозрачно о зеркала 5, попадает нз экран 6, выполненный из матового стекла, с и пи iепной на него координа run,- гет ш . петовой пучок 11 падает и м i ра гопг.то дифсл

со о

СО 4ь

рлкционную решетку 8, закрепленную на исследуемом объекте 9. Первый (или один из следующих) дифракционный максимум 12 отраженного от ре- шетки 8 пучка 11 проходит через полупрозрачное зеркало 5 и попадает на экран 6, где в результате интерференции световых пучков 10 и 12 образуется интерференционная картина, на блюдаемая через микроскоп 7. С помощью зеркал 4 и 5 оптическая схема юстируется таким образом, чтобы угол между пучками 10 и 12 был близок нул

Направление распространения дифра ционных максимумов излучения, отраженного от решетки 8, или углы дифракции ср ц (где N 1,2,3...) определяются из условия:

sin NH/Ъ f

(О

где N - номер дифракционного максимума ;

Л - длина волны излучения лазера;25Ъ - период дифракционной решетки.

При интерференции двух коллимиро- ванных световых пучков 10 и 12, на- JQ правленных под углом друг к другу, на экране 6 возникает интеренферен- ционная картина, ширина полос интерференции на экране 6 определяется выражением .

В Ъ/2СО

где В - ширина интерференционной полосы, СО - угол между интерферирующими о

пучками.

При деформировании объекта 9 совместно с ним деформируется отражательная дифракционная решетка 8, так как изменяется период Ъ дифракционной ре- д5 шетки. Это приводит к изменению -углов дифракции Ср N и интерференции СО.

Вследствие зтого изменяется ширина интерференционных полог на экра не 6 .

Таким образом, по изменению ширины полос интерференции судят о величине деформации исследуемого объекта.

Формула изобретения Интерферометр, содержащий источник когерентного изпучения, расположенные по ходу излучения коллиматор и светоделитель, размещенное по ходу одного из разделенных пучков плоское зеркало, расположенный по ходу другого из разделенных пучков отражатель, предназначенный для крепления на объекте, и установленный в выходном пучке интерферометра регистратор интерференционной картины, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения также и деформации объекта, отражатель выполнен в виде отражающей дифракпион- ной решетки на эластично подлтжке, плоское зеркало ориентировано так, что нормаль к его поверхности лежит в плоскости распространения пучков и составляет отличный от нуля угол с направлением распространения падающего на зеркало пучка, а интерферометр снабжен полупрозрачным зеркалом, предназначенным для формирования выходного пучка, раямещенным в направлении распространения одного из ненулевых максимумов дифракционной решетки в точке пересечения с пучком, отраженным от плоского зеркала, и ориентированным так, что нормаль к его поверхности лежит в плоскости распространения пучков и совпадает с биссектрисой угля между направлениями распространения пучков отраженного от плоского черкала и дифрагированного на дифрпкционной решетке соответственно.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения деформаций твердых тел. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения деформаций объекта. Для этого отражатель, укрепленный в интерферометре Найкельсона на объекте, выполнен в виде отражающей дифракционной решетки, а полупрозрачный экран, на котором наблюдают интерференционную картину, установлен в направлении одного из ненулевых максимумов решетки. При деформации объекта изменяется период дифракционной решетки и, следовательно, направление дифрагированных пучков, что приводит к изменению интерференционной картины, по которой судят о величине деформации объекта в плоскости на его поверхности. 1 ил.